DE19946003A1 - Piezoelectrically activated microvalve for triggering dimensional change in a machined part by applying an electrical voltage includes a piezoelectrically activated actuator, a transmission gearing and a valve lock. - Google Patents
Piezoelectrically activated microvalve for triggering dimensional change in a machined part by applying an electrical voltage includes a piezoelectrically activated actuator, a transmission gearing and a valve lock.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisch betätigtes Mikroventil, das ein piezoelektrisch betätigtes Stellglied umfasst, das auf ein Ventilverschluss wirkt, wenn das Ventil aus einer Schließstellung in eine Offenstellung gebracht wird.The invention relates to a piezoelectrically actuated microvalve, which is a piezoelectric actuated actuator that acts on a valve closure when the valve is off a closed position is brought into an open position.
Mikroventile können allgemein in der Pneumatik und Fluidik bei der Steuerung von Gas- und Flüssigkeits-Strömungen, also Fluidströmungen, verwendet werden. Ein solches Ventil wird dabei zur Steuerung eines Volumenstromes bzw. Drucks in einer Zuleitung und dgl. eingesetzt.Microvalves can be used in general in pneumatics and fluidics for the control of Gas and liquid flows, i.e. fluid flows, are used. On such valve is used to control a volume flow or pressure in one Supply line and the like. Used.
Derzeit bekannte piezoelektrisch betriebene Mikroventile, die auf dem inversen piezoelektrischen Effekt heruhen, weisen eine große, meist einseitig eingespannte Piezokeramik auf, mit der der Fluidstrom direkt geregelt wird. Ein derartiges piezoelektrisch betriebenes Silizium-Mikroventil ist in R. Roßberg, B. Schmidt, S. Büttgenbach: "Micro Liquid Dosing System", Microsystem Technologies 2 (1995), S. 11 bis 16, Springer-Verlag 1995, beschrieben. Bei solchen Mikroventilen kann die Piezokeramik entweder selbst als Ventilstößel dienen oder es wird ein direkt von der Piezokeramik geführter Ventilstößel eingesetzt.Currently known piezoelectrically operated microvalves based on the inverse piezoelectric effect, have a large, mostly one-sided Piezoceramic, with which the fluid flow is regulated directly. Such a thing piezoelectrically operated silicon microvalve is described in R. Roßberg, B. Schmidt, S. Büttgenbach: "Micro Liquid Dosing System", Microsystem Technologies 2 (1995), Pp. 11 to 16, Springer-Verlag 1995. With such micro valves, the Piezoceramic either serve itself as a valve tappet or it is used directly by the Piezoceramic valve tappet inserted.
Diese in der obigen Schrift beschriebenen Mikroventile weisen den Nachteil auf, daß für die für einen großen Durchfluß benötigte Auslenkung des Ventilstößels, der auch als Ventilklappe bezeichnet wird, über dem Ventilsitz eine sehr lange Piezokeramik benötigt wird. Zur Aufnahme einer solchen Piezokeramik ist selbstverständlich auch ein entsprechend großes Gehäuse erforderlich. Die bekannten piezobetriebenen Mikroventile, wie sie beispielsweise in der oben genannten Schrift beschrieben sind, weisen also im Vergleich zu ihrer Baugröße eine kleine Ventilöffnung auf.These micro valves described in the above document have the disadvantage that for the deflection of the valve tappet required for a large flow, which is also known as Valve flap is called, a very long piezoceramic over the valve seat is needed. To accommodate such a piezoceramic is of course also a accordingly large housing required. The well-known piezo-operated Microvalves, as described, for example, in the abovementioned publication, have a small valve opening compared to their size.
In der DE 196 48 730.7 wird ein Mikroventil beschrieben, das einen Grundkörper mit einer Durchlaßöffnung, einen Stößel, eine Aufhängungungsvorrichtung, durch die der Stößel gegenüber dem Grundkörper derart führbar ist, daß die Durchlaßöffnung durch den Stößel verschlossen oder freigegeben werden kann, und eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung zur Betätigung des Stößels, deren Erstreckung in Längsrichtung durch das Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist, aufweist. In Längs richtung voneinander beabstandete Enden der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung sind mit in Längsrichtung voneinander beabstandeten Enden der Aufhängungsvor richtung verbunden. Bei diesem Mikroventil wird eine durch das Anlegen einer elektrischen Spannung bewirkte Änderung der Erstreckung der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung in Längsrichtung in eine Bewegung des Stößels senkrecht zu der Längsrichtung übersetzt, derart, daß dadurch die Durchlaßöffnung freigegeben oder verschlossen wird.DE 196 48 730.7 describes a microvalve that has a base body a passage opening, a plunger, a suspension device through which the Tappet can be guided relative to the base body in such a way that the through opening the plunger can be closed or released, and a piezoelectric Actuating device for actuating the plunger, its extension in the longitudinal direction is changeable by applying an electrical voltage. Longitudinal direction-spaced ends of the piezoelectric actuator are provided with longitudinally spaced ends of the suspension connected direction. With this micro valve, one is created by applying a electrical voltage caused change in the extent of the piezoelectric Actuator in the longitudinal direction in a movement of the plunger perpendicular to translated in the longitudinal direction, so that thereby the passage opening is released or is closed.
Diese Art von Mikroventilen weisen den Nachteil auf, daß die Übersetzung der Stößelbewegung durch einen Stauchvorgang in der Aufhängung des Stößels hervor gerufen wird und die Verbindung zwischen der Aufhängung des Stößels und der Piezokeramik einer sehr hohen Belastung ausgesetzt ist. Eine Justierung des Verschluß organs und eine Anordnung eng beieinander liegender Ventile ist außerdem problema tisch, da sie einen nicht unerheblichen Flächenbedarf haben. Darüberhinaus sind die Antriebselemente, wie Aktuator und Stößel, im Ventilgehäuse eingesetzt und damit dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzt und nach der Montage im Gehäuse nicht mehr für Einstell arbeiten bzw. Justierungen erreichbar.This type of microvalve has the disadvantage that the translation of the Ram movement caused by an upsetting process in the suspension of the ram is called and the connection between the suspension of the plunger and the Piezoceramic is exposed to a very high load. An adjustment of the closure organs and an arrangement of closely spaced valves is also problematic table, since they have a not inconsiderable space requirement. Furthermore, they are Drive elements, such as actuator and tappet, used in the valve housing and thus the Liquid flow exposed and after installation in the housing no longer for adjustment work or adjustments reachable.
Die Verwendung von Piezoaktuatoren als Stellglieder einer Getriebekette haben den Vorteil, daß sie bei sehr hoher Dynamik sehr hohe Stellkräfte bewirken und keine mechanisch bewegten Teile benötigen. Diese Aktuatoren haben jedoch den Nachteil, daß sie bei Anlegen einer Spannung nur sehr kleine Längenänderungen bewirken. The use of piezo actuators as actuators in a transmission chain has the Advantage that they produce very high actuating forces at very high dynamics and none need mechanically moving parts. However, these actuators have the disadvantage that they only cause very small changes in length when a voltage is applied.
In der Meßtechnik und bei Schreibgeräten werden daher Übersetzungsgetriebe eingesetzt, die die Längenänderung des Aktuators in eine übersetzte Stellgliedbewegung umsetzen. Dabei werden mehrgliedrige Getriebeelemente verwendet, die mechanisch geführt bzw. gelagert werden müssen und jeweils der Reibung und dem Verschleiß unterliegen.In measurement technology and in writing instruments, therefore, transmission gears are used used, the change in length of the actuator in a translated actuator movement implement. Multi-unit gear elements are used, which are mechanical must be kept or stored and each of the friction and wear subject to.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisch betätigtes Mikroventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das betriebssicher ist und eine lange Betriebs dauer sicherstellt, selbständig eine mechanische Rückstellung gewährleistet und einstell- bzw. justierbar ist.The invention is based on the object of a piezoelectrically actuated microvalve of the type mentioned at the outset, which is reliable and has a long service life ensures duration, independently ensures a mechanical reset and or is adjustable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf das Mikroventil wirkende Übersetzungsgetriebe aus einem einteiligem Formteil besteht, in das ein piezoelektrischer Aktuator mit einer Vorspannung spielfrei eingesetzt ist, der bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine Verformung des Formteiles hervorruft, dessen axiale Längenänderung bei der Verformung über einen Stößel axial die ventilschließende elastische Durchbiegung der Ventilplatte des Mikroventiles entspannt und diese in ihre die Ventil öffnende Ausgangslage schwingen läßt. Die Ventilplatte ist dazu in einem vorgegebenen Abstand zur Oberkante der Ventilöffnung angeordnet und um diesen Abstand elastisch durchbiegbar. Sie besteht zweckmäßig aus einer Metall folie, insbesondere aus einem Federmaterial.This object is achieved in that the microvalve acting transmission gear consists of a one-piece molding, into which piezoelectric actuator with a bias is used without play, which at Applying an electrical voltage causes the molded part to deform, whose axial length change when deformed axially by a plunger valve-closing elastic deflection of the valve plate of the microvalve relaxes and swing it into its starting position which opens the valve. The valve plate is arranged at a predetermined distance from the upper edge of the valve opening and bendable by this distance. It suitably consists of a metal foil, in particular from a spring material.
Wird der aus einem Piezostapel bestehende Piezoaktuator inaktiv, geht das Formteil in seine Ausgangslage zurück und veranlaßt über seine gleichschenkligen Koppelglieder eine Axialbewegung in Richtung der Ventilplatte. Der ebenfalls axial wirksame Stößel bewirkt somit die Durchbiegung der Ventilplatte und durch diese ein Verschließen der Mikroventilöffnung.If the piezo actuator consisting of a piezo stack becomes inactive, the molded part goes into his starting position back and causes via his isosceles coupling links an axial movement in the direction of the valve plate. The also axially effective ram thus causes the valve plate to bend and closes the valve plate Micro valve opening.
Auf dem Rand der Mikroventilöffnung ist ein elastisches Dichtelement angeordnet, das einen sicheren Verschluß der Ventilöffnung bei Andruck der Ventilplatte garantiert. Das einteilige Formteil ist als Übersetzungsgetriebe ausgebildet, deren Gelenke vorteilhaft als Federgelenke ausgebildet sind, so daß das Formteil bei Krafteinwirkung durch den Aktuator ein mehrgliedriges Koppelgetriebe darstellt und Bewegungen ausführt. An elastic sealing element is arranged on the edge of the microvalve opening guarantees a secure closure of the valve opening when the valve plate is pressed. The one-piece molded part is designed as a transmission gear, the joints are advantageously designed as spring joints, so that the molded part when subjected to force through the actuator represents a multi-link coupling gear and movements executes.
Zwei L-förmige Schenkel des Formteiles sind dabei so über ein Federgelenk miteinander verbunden, daß sie bei Ansteuerung eines angeordneten Piezoaktuators zwischen den Schenkeln eine Aufspreizung erfahren und zwei weitere winklig angelenkte annähernd gleichschenklige Koppelglieder strecken und durch diese Koppelglieder eine resultierende axiale Bewegung auf der Wirkungslinie des Stößels bewirken.Two L-shaped legs of the molded part are so via a spring joint connected to each other so that when an arranged piezo actuator is actuated spread apart between the legs and two more angularly stretch articulated approximately isosceles coupling elements and through them Coupling links a resulting axial movement on the line of action of the ram cause.
Einer der L-förmigen Schenkel des Formteiles ist fest mit dem Gehäuse verbunden, während sich die anderen Glieder des Koppelgetriebes so bewegen, daß der Stößel für das Mikroventil um den erforderlichen Weg zwischen der "Schließ"- und "Offen"- Stellung des Ventils bewegt wird. Dieser Weg des Stößels beträgt ein Vielfaches der Bewegungsamplitude des piezoelektrischen Aktuators im Formteil.One of the L-shaped legs of the molded part is firmly connected to the housing, while the other links of the coupling gear move so that the plunger for the microvalve the necessary way between the "closing" - and "open" - Position of the valve is moved. This way of the ram is a multiple of that Movement amplitude of the piezoelectric actuator in the molded part.
In der Ausgangslage des Formteils drücken die Koppelglieder über den Stößel auf die Ventilplatte, die sich dabei durchbiegt und das Mikroventil schließt und geschlossen hält. Das gesamte Übersetzungsgetriebe ist in einer Halterung so eingesetzt, daß es mittels Feingewinde in axialer Richtung justierbar ist. Diese Einstellung erfolgt dabei so, daß bei inaktiven Aktuator das Gehäuse mit dem Formteil und dem Stößel soweit über das Feingewinde gegen die Ventilplatte verdreht wird, bis die Ventilplatte die Ventilöffnung sicher verschließt. Diese Justage wird gesichert mittels Lacksicherung. Vorteilhafterweise ist die Stirnfläche des Stößels konvex bzw. sphärisch geformt und damit der Form der gebogenen Ventilplatte bei verschlossenem Ventil angepasst. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Stößel einen Bund auf.In the initial position of the molded part, the coupling links press over the plunger Valve plate that bends and closes and closes the microvalve holds. The entire transmission gear is inserted in a holder so that it is adjustable in the axial direction by means of a fine thread. This setting is made so that when the actuator is inactive, the housing with the molded part and the plunger so far is turned against the valve plate via the fine thread until the valve plate The valve opening is securely closed. This adjustment is secured by means of a paint lock. The end face of the tappet is advantageously convex or spherical in shape thus adapted to the shape of the curved valve plate when the valve is closed. On the tappet has a collar on the opposite side.
Die elastische Vorspannung der Ventilplatte bei verschlossenem Ventil ist so gewählt, daß bei Ansteuerung des Aktuators und der dabei entstehenden Entlastung des Stößels ein selbständiges Zurückledern der Ventilplatte und eine Rückstellung des Stößels erreicht wird.The elastic preload of the valve plate when the valve is closed is selected so that that when driving the actuator and the resulting relief of the plunger an independent return of the valve plate and a resetting of the tappet is achieved.
Die Öffnung des Mikroventils erfolgt also durch Anlegen einer Antriebsspannung an den piezoelektrischen Aktuator, der aus einem Stapel piezoelektrischer Elemente besteht. Der Aktuator erfährt eine Längenänderung bzw. -ausdehnung und erzeugt so einen Hub, mit der das Formteil verformt und gespannt wird. Gleichzeitig wird der Stößel entlastet und die Ventilplatte kann sich, wie oben bereits beschrieben, entspannen und in die Ausgangslage, die die Offenstellung des Ventils bedeutet, zurückfedern. The microvalve is therefore opened by applying a drive voltage the piezoelectric actuator, which consists of a stack of piezoelectric elements consists. The actuator undergoes a change in length or extension and thus generates a stroke with which the molded part is deformed and clamped. At the same time the The tappet is relieved and the valve plate can relax, as already described above and spring back to the starting position, which means the valve is in the open position.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit geringem Aufwand, wenig bewegten Teilen und geringer elektrischer Energie Mikroventile gesteuert geöffnet oder geschlossen werden können.The invention has the advantage that with little effort, few moving parts and low electrical energy micro valves can be opened or closed controlled can.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Ventilanordnung einen geringen Platzbedarf hat, so daß mehrere Ventile eng aneinander plaziert werden können. Die Anordnung ist für einen Dauerbetrieb geeignet, da sie keiner Wartung unterliegt und ein mecha nischer Verschleiß nicht auftritt. Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß die steuerbaren Teile bzw. Übersetzungsgetriebe nicht im, sondern außerhalb des Mikro ventils angeordnet sind und eine spielfreie Justage ermöglichen.Another advantage is that the valve assembly takes up little space has so that several valves can be placed close together. The order is suitable for continuous operation since it is not subject to maintenance and a mecha African wear does not occur. Another advantage is that the controllable parts or transmission gear not in, but outside the micro valves are arranged and allow a play-free adjustment.
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The idea on which the invention is based is described in the description below based on an embodiment shown in the drawing explained.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des piezoelektrisch betätigten Mikroventils mit Antriebs- und Übersetzungseinheit im Schnitt bei Offenstellung des Mikroventils, Fig. 1 a schematic diagram of the piezo-electrically actuated microvalve with drive and translation unit in section in the open position of the microvalve,
Fig. 2 ein Längsschnitt durch das Mikroventil gem. Fig. 1 in geöffneter Stellung, Fig. 2 shows a longitudinal section through the microvalve. Fig. 1 in the open position,
Fig. 3 ein Längsschnitt durch das Mikroventil gem. Fig. 1 in geschlossener Stellung; Fig. 3 shows a longitudinal section through the microvalve. Figure 1 in the closed position.
Das Mikroventil 1 - Fig. 1 - besteht aus einer in einem Kanalkörper 2 eingeformten Ventilkammer 3 mit einem Ventilzulauf 4 und einem Ventilablauf 5. Über dem Ventil ablauf 5 ist eine elastische Ventilplatte 6 so angeordnet, daß ein Abstand zwischen Ventilplatte 6 und der Oberkante 5a des Ventilablaufes 5 besteht. Das Mikroventil 1 ist hier in seiner "Offen"-Stellung erkennbar.The microvalve 1 - FIG. 1 - consists of a valve chamber 3 formed in a channel body 2 with a valve inlet 4 and a valve outlet 5 . Above the valve outlet 5 , an elastic valve plate 6 is arranged so that there is a distance between the valve plate 6 and the upper edge 5 a of the valve outlet 5 . The microvalve 1 can be seen here in its "open" position.
Durch Druck auf die elastische Ventilplatte 6 erfährt diese eine Durchbiegung und wird gegen die Oberkante 5a des Ventilablaufes 5 gedrückt. Das Mikroventil 1 ist somit in seiner "Schließ"-Stellung. Zur Abdichtung des Ventils in der "Schließ"-Stellung ist das Mikroventil 1 am Rand des Ventilablaufes 5 mit einer Dichtung 7 versehen, gegen die die Ventilplatte 6 drückt. Pressure on the elastic valve plate 6 causes it to bend and is pressed against the upper edge 5 a of the valve outlet 5 . The microvalve 1 is thus in its "closed" position. To seal the valve in the "closed" position, the microvalve 1 is provided at the edge of the valve outlet 5 with a seal 7 against which the valve plate 6 presses.
Die Ventilplatte 6 besteht zweckmäßig aus einer Metallfolie, die bei Aufhebung des Druckes selbständig in ihre Ausgangslage zurückfedert.The valve plate 6 expediently consists of a metal foil which springs back automatically into its initial position when the pressure is released.
Zur Betätigung des Mikroventiles 1 wird ein Piezoaktuator 8 in Verbindung mit einem mechanischem Übersetzungsgetriebe verwendet, da der Piezoaktuator 8 allein und bei Ansteuerung nur kleine Längenänderungen bewirken kann.To actuate the microvalve 1 , a piezo actuator 8 is used in conjunction with a mechanical transmission gear, since the piezo actuator 8 alone and when actuated can only cause small changes in length.
Das Übersetzungsgetriebe besteht aus einem einteiligen Formteil 9, in das ein piezo elektrischer Aktuator 8 spielfrei eingesetzt ist, der bei Anlegen einer elektrischen Spannung V eine Verformung des Formteiles 9 hervorruft und dessen axiale Längen änderung in Richtung des Mikroventiles 1 über einen Stößel 10 das Mikroventil 1 zwischen "Offen" und "Zu" steuert.The transmission gear consists of a one-piece molded part 9 , into which a piezoelectric actuator 8 is inserted without play, which causes a deformation of the molded part 9 when an electrical voltage V is applied and whose axial length change in the direction of the microvalve 1 via a plunger 10, the microvalve 1 controls between "Open" and "Closed".
Das einteilige Formteil 9 besteht aus zwei L-förmigen Schenkeln 11; 12, die über ein Federgelenk 11.1 so verbunden sind, daß sich die kurzen Schenkel 11.2; 12.2 und die langen Schenkel 11.3; 12.3 jeweils gegenüberstehen. Weiterhin sind zwei annähernd gleich schenklige Koppelglieder 13; 14 ebenfalls mittels Federgelenken 13.1; 14.1 winklig an den L-förmigen Schenkeln 11; 12 angelenkt, so daß das Formteil 9 insgesamt ein geschlossenes Koppelgetriebe bildet. Einer der L-förmigen Schenkel 11 ist fest mit dem Gehäuse 15 verbunden, während der andere L-förmige Schenkel 12 über das Feder gelenk 11.1 beweglich ist und die Bewegung auf die gleichschenkligen Koppelglieder 13; 14 überträgt.The one-piece molded part 9 consists of two L-shaped legs 11 ; 12 , which are connected via a spring joint 11.1 so that the short legs 11.2 ; 12.2 and the long legs 11.3 ; 12.3 face each other. Furthermore, two approximately equal-leg coupling elements 13 ; 14 also by means of spring joints 13.1 ; 14.1 angularly on the L-shaped legs 11 ; 12 articulated so that the molded part 9 forms a closed coupling gear overall. One of the L-shaped legs 11 is fixed to the housing 15 , while the other L-shaped leg 12 is articulated via the spring 11.1 and the movement on the isosceles coupling members 13 ; 14 transmits.
Zwischen den kurzen Hebeln 11.2; 12.2 der L-förmigen Schenkel ist der Piezo-Aktuator 8 spielfrei vorgespannt eingesetzt, der aus einem Piezostapel besteht. Am gestell festem Schenkel 11 ist der Piezo-Aktuator 8 befestigt, während er sich auf seiner gegenüberliegenden Seite an einem Nocken 16 des zweiten L-förmigen Schenkels 12 abstützt.Between the short levers 11.2 ; 12.2 of the L-shaped legs, the piezo actuator 8 is inserted biased without play, which consists of a piezo stack. The piezo actuator 8 is fastened to the frame-fixed leg 11 , while it is supported on its opposite side on a cam 16 of the second L-shaped leg 12 .
Bei Ansteuerung des Piezo-Aktuators 8 treibt er durch seine Längenänderung die L-förmigen Schenkel 11; 12 auseinander und streckt die angekoppelten gleich schenkligen Koppelglieder 13; 14 in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis. Mit dem so aus einem einteiligem Formteil realisierten Koppelgetriebe wird ein Übersetzungsverhältnis von ca. 1 : 10 erreicht.When the piezo actuator 8 is actuated, it drives the L-shaped legs 11 by changing its length; 12 apart and stretches the coupled isosceles coupling members 13 ; 14 in a certain gear ratio. With the coupling gear thus made from a one-piece molded part, a transmission ratio of approximately 1:10 is achieved.
Eine gemeinsame resultierende axiale Wirkungslinie der gleichschenkligen Koppelglieder 13; 14 wird ausgenutzt, die übersetzte Längenänderung auf einen Stößel 10 zu übertragen, der das Mikroventil 1 öffnet oder schließt. Der Stößel 10 ist dazu in einem Führungselement 17 verschiebbar angeordnet, das mit dem Gehäuse 15 fest verbunden ist.A common resulting axial line of action of the isosceles coupling members 13 ; 14 is used to transfer the translated length change to a plunger 10 , which opens or closes the microvalve 1 . For this purpose, the plunger 10 is displaceably arranged in a guide element 17 which is fixedly connected to the housing 15 .
Das Gehäuse 15 mit dem eingesetzten Stößel 10 und dem Übersetzungsgetriebe als Antriebseinheit ist mittels Feingewinde 18 in einem Halter 19 eingeschraubt, der mit dem Kanalkörper 2 fest verbunden ist. Gleichzeitig dient das Feingewinde 18 zur Justage und Einstellung der Antriebseinheit in Richtung der Ventilplatte 6. Bei inaktiven Piezoaktuator 8 wird die Antriebseinheit so eingestellt, daß der Stößel 10 auf die Ventilplatte 6 drückt und das Mikroventil 1 schließt. Diese Einstellung kann mittels Lacksicherung 20 am Gewindeansatz festgelegt bzw. gesichert werden. Zur Öffnung des Mikroventils 1 wird der Piezo-Aktuator 8 mit einer elektrischen Spannung aktiviert und die am Kopf des Stößels 10 anliegenden gleichschenkligen Koppelglieder 13; 14 entlastenden Stößel 10 und bewegen sich axial weg vom Mikroventil 1 um den erforderlichen und übersetzten Weg. Die Ventilplatte 6 entspannt sich, geht in ihre "Offen"-Stellung des Mikroventils 1 und schiebt gleichzeitig den Stößel 10 zurück.The housing 15 with the plunger 10 used and the transmission gear as the drive unit is screwed into a holder 19 by means of a fine thread 18 , which is firmly connected to the channel body 2 . At the same time, the fine thread 18 serves to adjust and adjust the drive unit in the direction of the valve plate 6 . When the piezo actuator 8 is inactive, the drive unit is set so that the tappet 10 presses on the valve plate 6 and the microvalve 1 closes. This setting can be fixed or secured on the thread attachment by means of lacquer lock 20 . The opening of the micro-valve 1, the piezoelectric actuator 8 is activated by an electrical voltage and applied to the head of the plunger 10 isosceles coupling members 13; 14 relieving tappet 10 and move axially away from the microvalve 1 by the required and translated path. The valve plate 6 relaxes, goes into its "open" position of the microvalve 1 and at the same time pushes the tappet 10 back.
Alternativ zur Abdichtung der Ventilplatte 6 am Ventilablauf 5 wird vorgeschlagen, die Ventilplatte 6 einseitig mit einer elastischen Schicht zu belegen, die sich beim Verschließen an den Rand des Ventilablaufes 5 andrückt und das Mikroventil abdichtet. Das erfindungsgemäße Mikroventil 1 hat den Vorteil, daß die Antriebseinheit außerhalb des von der Flüssigkeit durchströmten Bereiches liegt und zur Steuerung nur einen geringen Energieaufwand benötigt. Ein weiterer Vorteil besteht im sicheren Öffnen und Verschließen des Ventils und in einer vorteilhaften Justagemöglichkeit. Das Über setzungsgetriebe benötigt nur wenig bewegte Teile und weist keine mechanischen Lagerstellen auf. As an alternative to sealing the valve plate 6 on the valve outlet 5 , it is proposed that the valve plate 6 be covered on one side with an elastic layer that presses against the edge of the valve outlet 5 when it is closed and seals the microvalve. The microvalve 1 according to the invention has the advantage that the drive unit lies outside the area through which the liquid flows and only requires a small amount of energy for control purposes. Another advantage is the safe opening and closing of the valve and an advantageous adjustment option. The transmission gear requires only a few moving parts and has no mechanical bearings.
11
Mikroventil
Microvalve
22nd
Kanalkörper
Channel body
33rd
Ventilkammer
Valve chamber
44th
Ventilzulauf
Valve inlet
55
Ventilablauf
Valve drain
55
a Oberkante
a top edge
66
Ventilplatte
Valve plate
77
Dichtung
poetry
88th
Piezo-Aktuator
Piezo actuator
99
Formteil
Molding
1010th
Stößel
Pestle
10.110.1
Bund
Federation
1111
L-förmiger Schenkel
L-shaped leg
11.111.1
Federgelenk
Spring joint
11.211.2
kurzer Schenkel
short leg
11.311.3
langer Schenkel
long leg
1212th
L-förmiger Schenkel
L-shaped leg
12.212.2
kurzer Schenkel
short leg
12.312.3
langer Schenkel
long leg
1313
Koppelglied
Coupling link
13.113.1
Federgelenk
Spring joint
1414
Koppelglied
Coupling link
14.114.1
Federgelenk
Spring joint
1515
Gehäuse
casing
1616
Nocken
cam
1717th
Führung
guide
1818th
Feingewinde
Fine thread
1919th
Halter
holder
2020
Lacksicherung
Paint protection
2121
Abdeckplatte
Cover plate
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999146003 DE19946003A1 (en) | 1999-09-25 | 1999-09-25 | Piezoelectrically activated microvalve for triggering dimensional change in a machined part by applying an electrical voltage includes a piezoelectrically activated actuator, a transmission gearing and a valve lock. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999146003 DE19946003A1 (en) | 1999-09-25 | 1999-09-25 | Piezoelectrically activated microvalve for triggering dimensional change in a machined part by applying an electrical voltage includes a piezoelectrically activated actuator, a transmission gearing and a valve lock. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19946003A1 true DE19946003A1 (en) | 2000-05-25 |
Family
ID=7923288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1999146003 Withdrawn DE19946003A1 (en) | 1999-09-25 | 1999-09-25 | Piezoelectrically activated microvalve for triggering dimensional change in a machined part by applying an electrical voltage includes a piezoelectrically activated actuator, a transmission gearing and a valve lock. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19946003A1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10141135A1 (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-05 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Hydraulic valve with smooth piezoelectric actuation, for anti-skid vehicle braking system, includes resiliently-deformable thrust transmission system |
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-
1999
- 1999-09-25 DE DE1999146003 patent/DE19946003A1/en not_active Withdrawn
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